JP4017576B2 - 光走査装置と画像形成装置 - Google Patents
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Description
また、上記複数の走査光学系で偏向手段を共有し、偏向手段への入射角を異なる角度にして偏向手段の副走査方向の幅を1光束を偏向する幅と同程度にすることにより、偏向手段の小型化を図ることができコストダウンにも有利である。
さらに、偏向手段の回転時の騒音を遮断し、偏向手段の反射面の汚れ等を防止するために偏向手段をハウジングやカバーで覆い、偏向手段への光束の入射口や射出口を防音用や防塵用の透明な平行平板で密閉することが行われている。
符号1Aと1Bは光源である半導体レーザ、5は半導体レーザ1Aと1Bからの光束を偏向する偏向反射面を備えた偏向器であるポリゴンミラー、2Aと2Bはそれぞれ半導体レーザ1Aと1Bからの光束をカップリングするカップリングレンズ、3Aと3Bはそれぞれカップリングレンズ2Aと2Bからの光束をポリゴンミラー5に導くシリンドリカルレンズ、4Aと4Bは仮想ミラー、6は平行平板である防音ガラス、10は被走査面である感光体の表面、7と8はポリゴンミラー5からの光束を被走査面10に集光する走査結像光学系を構成する光学素子であるところの第1走査レンズと第2走査レンズ、9は防塵ガラス、を示している。ここで、被走査面10上を光束が走査する方向を主走査方向とし、主走査方向と直交する方向を副走査方向とする。
半導体レーザ1Aは、画像信号に基づき変調駆動され発散光束を射出する。半導体レーザ1Aから射出された発散光束は、カップリングレンズ2Aにより、以後の光学系に適したビーム形態にカップリングされる。なお、カップリングされた各光束は、同じビーム形態の平行ビームである。
カップリングレンズ2Aを通過した各光束は、シリンドリカルレンズ3A,仮想ミラー4Aによりポリゴンミラー5の偏向反射面近傍にて主走査方向の線像として結像する。
ポリゴンミラー5は、図示しないモータにより略等速に紙面時計回りに回転していて、入射光束を等角速度的に偏向する。
半導体レーザ1Aから射出されてポリゴンミラー5で偏向された各光束は、防音ガラス6,第1走査レンズ7,第2走査レンズ8を通過し、第1走査レンズ7と第2走査レンズ8の作用により集束性の光束となって被走査面10上に集光されてビームスポットとして結像し、略等速的に被走査面10上を図1の紙面上側から下側に向かって光走査される。
図1によれば、1組の入射光束のうち、半導体レーザ1Bから射出された光束の方が、半導体レーザ1Aから射出された光束に比べて偏向回転面内における偏向反射面への平均入射角(偏向反射面への入射方向と偏向反射面の法線方向とがなす角度)が大きいことを示している。
図2は半導体レーザ1Aから射出された光束が防音ガラス6で反射しゴースト光になったときの光路、図3は半導体レーザ1Bから射出された光束が防音ガラス6で反射しゴースト光になったときの光路、をそれぞれ示す偏向回転面内に平行な面内に展開した光学配置図である。平均入射角が小さい図2では、ゴースト光は被走査面10に達する。一方、平均入射角が大きい図3では、ゴースト光は被走査面10を大きく外れる。
ここで、反射光12aは第1走査レンズ7を通過しないため像面で結像しない。反射光12bは第1走査レンズ7を通過し被走査面10に達しても図3に示すように主走査方向に大きく外れるため画像形成に影響しない。図4において、反射光12aは第1走査レンズ7を通過していないが、反射光12aが被走査面10の副走査方向の有効走査幅の外を通ればよい。反射光12bは被走査面10の副走査方向の有効走査幅の中を通ったとしても図3により主走査方向の有効走査幅を外れる。
光源波長:655nm
偏向回転面内における偏向反射面への平均入射角:37.275degree
2)半導体レーザ1B
光源波長:655nm
偏向回転面内における偏向反射面への平均入射角:28.225degree
3)カップリングレンズ2
焦点距離:27mm
カップリング作用:コリメート作用
4)ポリゴンミラー5
偏向反射面数:6
内接円半径:18mm
5)防音ガラス6
屈折率:1.514
厚さ:1.9mm
偏向回転面内の主走査方向の傾き:16degree
副走査方向の傾き:1.3degree
X=(Y^2/Rm)/[1+√{1−(1+K)(Y/Rm)^2}]
+A1・Y+A2・Y^2+A3・Y^3+A4・Y^4
+A5・Y^5+A6・Y^6+・・・ (式1)
ここで、Yは光軸からの主走査方向の距離、Rmは曲率半径、Kは円錐常数、An(n=1,2,3,・・・)を高次の係数である。式1において、奇数次の係数A1,A3,A5・・・にゼロ以外の数値を代入した場合には、主走査方向に非対称形状を有する。なお、以下に説明する実施例では、偶数次のみを用いており、主走査方向に対称系である。
Cs(Y)=1/Rs(0)+B1・Y+B2・Y^2+B3・Y^3
+B4・Y^4+B5・Y^5+・・・ (式2)
ここで、Rs(0)は光軸位置での副走査方向の曲率半径、Bn(n=1,2,3,・・・)は高次の係数である。式2において、奇数次の係数B1,B3,B5・・・にゼロ以外の数値を代入した場合、副走査方向の曲率半径が主走査方向に非対称となる。
X=(Y^2/R)/[1+√{1−(1+K)(Y/Rm)^2}]+
+A1・Y+A2・Y^2+A3・Y^3+A4・Y^4
+A5・Y^5+A6・Y^6+・・・ (式3)
ここで、Rは光軸における近軸曲率半径,Yは光軸からの主走査方向の距離,Kは円錐常数,An(n=1,2,3,・・・)は高次の係数、である。
Rm =−279.9
Rs =−61.0
K =−2.900000E+01
A4 = 1.755765E−07
A6 =−5.491789E−11
A8 = 1.087700E−14
A10=−3.183245E−19
A12=−2.635276E−24
B1 =−2.066347E−06
B2 = 5.727737E−06
B3 = 3.152201E−08
B4 = 2.280241E−09
B5 =−3.729852E−11
B6 =−3.283274E−12
B7 = 1.765590E−14
B8 = 1.372995E−15
B9 =−2.889722E−18
B10=−1.984531E−19
R =−83.6
K =−0.549157
A4 = 2.748446E−07
A6 =−4.502346E−12
A8 =−7.366455E−15
A10= 1.803003E−18
A12= 2.727900E−23
Rm = 6950
Rs = 110.9
K = 0.000000E+00
A4 = 1.549648E−08
A6 = 1.292741E−14
A8 =−8.811446E−18
A10=−9.182312E−22
B1 =−9.593510E−07
B2 =−2.135322E−07
B3 =−8.079549E−12
B4 = 2.390609E−12
B5 = 2.881396E−14
B6 = 3.693775E−15
B7 =−3.258754E−18
B8 = 1.814487E−20
B9 = 8.722085E−23
B10=−1.340807E−23
Rm = 766
Rs =−68.22
K = 0.000000E+00
A4 =−1.150396E−07
A6 = 1.096926E−11
A8 =−6.542135E−16
A10= 1.984381E−20
A12=−2.411512E−25
B2 = 3.644079E−07
B4 =−4.847051E−13
B6 =−1.666159E−16
B8 = 4.534859E−19
B10=−2.819319E−23
偏向反射面から第1走査レンズ7の第1面までの距離d1=64mm
第1走査レンズ7の中心肉厚d2=22.6mm
第1走査レンズ7の第2面から第2走査レンズ8の第1面までの距離d3=75.9mm
第2走査レンズ8の中心肉厚d4=4.9mm
第2走査レンズ8の第2面から被走査面までの距離d5=158.7mm
像高= 150mm:41.5
像高= 0mm:40.4
像高=−150mm:41.0
L1R1 1.70 2.00 2.40 1.60
L1R2 1.70 2.75 3.34 2.16
L2R1 3.00 5.65 7.03 4.28
L2R2 3.00 5.68 7.07 4.30
2α−2φ>θ
を満足することが必要である。ここで、
α:1組の入射光束のうち偏向回転面内における偏向反射面への平均入射角の大きい入射光束の当該平均入射角
φ:偏向回転面内における平行平板の傾け角
2θ:有効走査幅に相当する画角
である。
上記の実施例では、
α=37.275degree
φ=16degree
2θ=72degree
であるから、
2α−2φ=74.55−32=42.55 > θ=36
となり、上記条件を満足する。
図5は、本発明にかかる画像形成装置の実施の形態を示す中央断面図である。この画像形成装置は、レーザプリンタである。
レーザプリンタ100は、光走査装置117の他、光走査装置117によって露光され静電潜像が形成される潜像担持体111として円筒状に形成された光導電性の感光体、静電潜像をトナーで顕像化する現像手段、顕像化されたトナー像を記録紙に転写する転写手段などの、電子写真プロセスを実行する手段を有してなる。
なお、帯電手段としてコロナチャージャを用いることもできる。
トナー画像が転写された後の像担持体111の表面は、クリーニング装置115によりクリーニングされ、残留トナーや紙粉等が除去される。
2A,2B カップリングレンズ
3A,3B シリンドリカルレンズ
4A,4B 仮想ミラー
5 偏向器(ポリゴンミラー)
6 平行平板(防音ガラス)
7 第1走査レンズ
8 第2走査レンズ
9 防塵ガラス
10 被走査面
Claims (3)
- 複数の光源と、上記複数の光源からの光束を偏向する偏向反射面を備えた偏向器と、上記複数の光源からの光束をカップリングするカップリングレンズと、上記カップリングレンズからの光束を上記偏向器に導くシリンドリカルレンズと、上記偏向器により偏向された光束を被走査面上に集光する走査結像光学系とを有してなる光走査装置であって、
上記偏向器と上記走査結像光学系との間の光路中に平行平板を備え、
上記複数の光源から上記偏向器への複数の入射光束のうち少なくとも1組の入射光束は、互いに偏向回転面内で開き角を有し、
上記1組の入射光束の上記平行平板での通過位置は、副走査方向に距離を有し、
上記1組の入射光束が上記平行平板の入射面で反射された場合、当該1組の入射光束のうち、偏向回転面内における偏向反射面への平均入射角の大きい入射光束が、平均入射角の小さい入射光束に近づく方向に反射されるように、かつ、平均入射角の小さい入射光束が走査結像光学系に入らないように、上記平行平板は副走査方向に傾いていて、
上記1組の入射光束のうち偏向回転面内における偏向反射面への平均入射角の大きい入射光束の当該平均入射角をα、偏向回転面内における平行平板の傾け角をφ、有効走査幅に相当する画角を2θとしたとき、条件
2α−2φ>θ
を満足することを特徴とする光走査装置。 - 1組の入射光束のうち、偏向回転面内における偏向反射面への平均入射角の大きい入射光束が、副走査方向においてのみ被走査面の有効走査幅の中を通過するように、平行平板は副走査方向に対して傾いている請求項1記載の光走査装置。
- 光書込装置から像担持体に光書込みを行い、電子写真法により、この像担持体上に静電潜像を形成する装置であって、
上記光書込装置は、請求項1または2に記載の光走査装置であることを特徴とする画像形成装置。
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